(华南理工大学)有限原设计四套试题+答案(图片版)

7.在进行有限元分析时，利用，在满足计算精度要求的前提下，

可以减少计算工作量。

8.已知w1=0.2m，w2=0.2，w3=0.25, t1=0.0228，t2=0.0228，t3=0.013在下图中用规定格式填入数据：

9．ANSYS的用户界面包括：（1）主窗口，由下列，

，，，，等5个部分组成；（2）。

10.汽车载荷工况复杂多样，可将分为与。

三．叙述题，每题4分，共计20分

1．采用4节点4边形平面单元划分网格时，应注意什么？

2．在分析静强度梁应力位移时常用约束的基本类型与

约束力的关系。

3．写出平面应力问题和平面应变问题的静力平衡方程、几何方程和物理方程。

4．汽车结构有限元分析的主要应用主要体现哪几个方面？5．平面应力问题和平面应变问题可以解决那些工程实际问题？

四．计算题30分，

1.求解等截面直杆在自重作用下的拉伸，已知：单位杆长重量为q＝600KN/m，杆长为L=3m，截面面积为A=100mm2，弹性模数为E=200GPa,分别用材料力学和有限元法（3个单元）。（15分）

2.钢平面与半径为R的钢球接触。已知钢球受到压力P=0.132N，若材料的许用压应力为150MPa，试分别就R=1，10，100mm三种情况，求出钢球中心的位移和接触面的范围。（15分）

五．试推导杆单元的形状函数、几何矩阵，应力矩阵及刚度矩阵。（20分）

华南理工大学机械与汽车工程学院 2011-2012年第1 学期期末考试

《 汽车有限元法 》全日制本科 试卷（A 卷）

（.本试卷共有 三大题，满分 100 分，考试时间 120 分钟） (共24分)

．弹性力学与材料力学在研究对象上的区别（2分） ．弹性力学中的五点假设（5分）

3．列出应力-应变之间的物理方程（6分）

4．列出应力－外力之间的运动平衡方程（3分）

5．弹性力学的求解方法有哪几种？（2分）

6.有限元法分析工程问题的基本步骤（6分）

二．计算题（20分）

1.求解等截面直杆在自重作用下的拉伸，已知：单位杆长重量为q

＝80KN/m，杆长为L=3m，截面面积为A=100mm2，弹性模数为E=200GPa,分别用材料力学和有限元法（3个单元）

三．推导题

1.推导三节点三角形平面单元的位移函数（16分）

2.推导三节点三角形平面单元的单元刚度矩阵（15分）

四跟据题意完成下列计算，填写空白处的命令：（25分）（除指定空外每空1分）.

梁承受均布载荷：1.0e5 Pa

1.1Interactive →change the working directory into yours →input →Run

1.2设置计算类型

ANSYS Main Menu: Preferences →select →OK

1.3选择单元类型

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →

select →OK (back to Element Types window)→Close (the Element Type window)

1.4定义材料参数

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input →OK。

1.6生成几何模型

✓生成特征点

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS→依次输入三个点的坐标：input: →OK

✓生成梁

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →→lines →Straight lines →连接两个特征点，1(0,0),2(10,0) →OK

1.7网格划分（此问每空2分）

ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing→Mesh Attributes→Picked lines →OK→选择: SECT:1（根据所计算的梁的截面选择编号）；Pick Orientation Keypoint(s):YES→拾取：3#特征点(5,1) →OK→Mesh Tool →Size Controls) lines:Set →(in Picking Menu) →input →OK (back to Mesh Tool window) →(in Picking Menu) →Close (the Mesh Tool window)

1.8模型施加约束

✓最左端节点加约束

ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply→Structural →Displacement→On Nodes→pick the node at (0,0) →OK→select →OK

✓最右端节点加约束

ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply→Structural →Displacement→On Nodes→pick the node at (10,0) →OK→select →OK

✓施加y方向的载荷

ANSYS Main Menu: Solution→Define Loads →Apply→Structural →Pressure→On Beams→Pick All→→OK

1.9 分析计算

ANSYS Main Menu: Solution →Solve →→OK(to close the solve Current Load Step window) →OK

1.10 结果显示（此问每空4分）

ANSYS Main Menu: General Postproc →→select Def + Undeformed→OK (back to Plot Results window) →Contour Plot→Nodal Solu →select:

→OK

1.11 退出系统

ANSYS Utility Menu: File→Exit →→OK。